[发明专利]一种质子酸诱导的硼氮链环化反应制备环状硼氮氢化合物的方法

说明书

本发明公开了一种质子酸诱导的硼氮链环化反应制备环状硼氮氢化合物的方法，属于环状硼氮氢化合物的合成技术领域。本发明的技术方案要点为：一种质子酸诱导的硼氮链环化反应制备环状硼氮氢化合物的方法，具体过程为：在无水无氧的条件下，将金属硼氮化合物M(B_xN_yH_z)和质子酸HX在四氢呋喃溶液中于‑30～50℃反应制得纯净的环状硼氮氢化合物。本发明比之前的制备方法反应速率快，金属硼氮化合物M(B_xN_yH_z)和质子酸HX溶液混合后即反应完全，并且操作简单，低毒无害，安全可靠。

技术领域

本发明属于环状硼氮氢化合物的合成技术领域，具体涉及一种质子酸诱导的硼氮链环化反应制备环状硼氮氢化合物的方法。

背景技术

环化反应是指经由协同式的键结转移而形成环状化合物，通常是指在有机化合物分子中形成新的碳环或杂环的反应，主要包括电子环化反应、[2+2]反应、环化加成反应等，B-N和C-C是等电子体，前者具有较强的极性，理论上能表现出比C-C更丰富的反应性质。硼氮氢化合物用途广泛，但对于其反应性质的研究远不如碳氢化合物，对硼氮链的环化反应研究则相对缺乏。因此找到一种方便的硼氮链环化反应方法非常有必要，现有的相关硼氮链环化反应主要体现在一些释氢或其它反应的中间产物或是副产物中，且环化的机理尚不明确。已有的硼氮氢的环化反应主要有几下几种：

1、在研究用硼烷路易斯酸化合物非金属催化剂-硼烷路易斯酸化合物催化氨硼烷脱氢反应时发现，用催化量的9,10-dichlorodiboraanthracene加入到氨硼烷的THF/乙二醇二甲醚1:4的混合溶剂中，将该反应加热到60 ℃时，发现有环状六元硼氮化合物硼亚嗪的生成，但其是作为副产物出现的。

2、2007年，David A. Dixon等人发现将氨硼烷和酸（B(C₆F₅)₃，HOSO₂CF₃）混合时，有四元环状化合物B₂H₅(μ-NH₂)生成，但其并非是想要合成的产物，而是在研究酸引发的氨硼烷脱氢反应中偶然发现的。

3、在N-取代硼氮丁烷类似物的热分解研究中发现，四元链状硼氮氢化合物N-R,R′BH₂NH₂BH₃在热分解过程中有中间体四元环状化合物氨基乙硼烷的生成，但其仅作为中间体，随后又分解。

4、在氨硼烷的热分解释氢过程中发现释放出氢气的同时会有一些副产物的生成，其中有一些环状化合物B-环硼氮丁烷基氨基硼烷或者环硼氮己烷的生成，并经过六元环状无机苯类似物硼吖嗪（B₃N₃H₆）中间态，最终生成硼氮氢类环状聚合物。

鉴于以上对硼氮链环化反应研究的局限，有必要设计一种操作简单、安全可靠且反应速率快的硼氮链环化反应方法，拓展环状硼氮氢化合物的制备方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种反应速率快、操作简单、低毒无害，安全可靠的质子酸诱导的硼氮链环化反应制备环状硼氮氢化合物的方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种质子酸诱导的硼氮链环化反应制备环状硼氮氢化合物的方法，其特征在于具体过程为：在无水无氧的条件下，将金属硼氮化合物M(B_xN_yH_z)和质子酸HX在四氢呋喃溶液中于-30～50 ℃反应制得纯净的环状硼氮氢化合物，其中M = Li、Na或K，x = 2或3，y = 1或2，z = 8或10，X = Cl、Br或I。